Навіщо медузам сон, якщо в них немає мозку

Сон зазви­чай асо­ці­ю­є­ться з моз­ком: пам’ять, від­нов­ле­н­ня, пере­за­ван­та­же­н­ня. Але що роби­ти з істо­та­ми, у яких мозку… про­сто немає? Виявляється, навіть такі орга­ні­зми сплять — за гра­фі­ком, з «тихою годи­ною» вдень і ком­пен­са­ці­єю після без­сон­ної ночі. Саме це з’ясували біо­ло­ги, дослі­джу­ю­чи медуз. І від­кри­т­тя змі­нює наше уяв­ле­н­ня про те, наві­що вза­га­лі з’явився сон.

Як вчені довели, що медузи сплять

Дослідження про­ве­ла коман­да ней­ро­біо­ло­гів під керів­ни­цтвом про­фе­со­ра Ліора Аппельбаума. Об’єктом стала пере­вер­ну­та меду­за Cassiopea andromeda — зру­чна модель для спо­сте­ре­жень у лабо­ра­тор­них умовах.

Протягом доби медуз зні­ма­ли на каме­ри, імі­ту­ю­чи зміну дня й ночі. Виявилося, що вдень вони актив­но пуль­су­ють — у сере­дньо­му понад 37 ско­ро­чень на хви­ли­ну — і швид­ко реа­гу­ють на сві­тло чи їжу. Вночі ж їхні рухи спо­віль­ню­ю­ться, а реа­кція стає мля­вою. Це пов­ні­стю від­по­від­ає кри­те­рі­ям сну, які вико­ри­сто­ву­ють і для тва­рин із мозком.

У сере­дньо­му меду­зи сплять близь­ко восьми годин на добу, пере­ва­жно вночі, а також мають коро­ткий ден­ний сон три­ва­лі­стю 1 – 2 години.

Сон без мозку — навіщо він потрібен

Найцікавіше пита­н­ня — не чи сплять меду­зи, а наві­що. У ссав­ців сон потрі­бен для пам’яті, навча­н­ня та очи­ще­н­ня мозку від мета­бо­лі­чних від­хо­дів. Але в медуз немає мозку, лише про­ста ней­рон­на мере­жа, роз­по­ді­ле­на по всьо­му тілу.

Вчені вияви­ли неспо­ді­ва­ну річ: під час актив­но­го стану в ней­ро­нах медуз нако­пи­чу­ю­ться пошко­дже­н­ня ДНК. А сон, схоже, змен­шує цей шко­до­чин­ний ефект. Коли дослі­дни­ки шту­чно поси­ли­ли пошко­дже­н­ня ДНК за допо­мо­гою уль­тра­фі­о­ле­ту, меду­зи поча­ли спати більше.

Це вка­зує на те, що сон може вико­ну­ва­ти базо­ву біо­ло­гі­чну фун­кцію — захи­ща­ти ней­ро­ни від дегра­да­ції, навіть якщо вони не об’єднані в мозок.

Що це означає для еволюції

Результати під­три­му­ють ідею, що сон з’явився зна­чно рані­ше, ніж скла­дні нер­во­ві систе­ми. Спочатку він міг бути меха­ні­змом клі­тин­но­го «ремон­ту», а вже зго­дом ево­лю­ція дода­ла до нього пам’ять, навча­н­ня та інші скла­дні функції.

Додатково вчені повто­ри­ли екс­пе­ри­мен­ти на мор­ській акти­нії Nematostella vectensis і отри­ма­ли схожі резуль­та­ти. Це стало пер­шим дока­зом того, що навіть ці при­мі­тив­ні орга­ні­зми мають стан, ана­ло­гі­чний сну.

Медузи пока­за­ли, що сон — не роз­кіш мозку, а фун­да­мен­таль­на вла­сти­вість живих ней­ро­нів. Він виник не для снів чи спо­га­дів, а як спо­сіб збе­рег­ти клі­ти­ни пра­це­зда­тни­ми. І лише з часом ево­лю­ція пере­тво­ри­ла його на те, що ми сьо­го­дні нази­ва­є­мо від­по­чин­ком мозку.

Це від­кри­т­тя не лише пояснює пове­дін­ку медуз, а й зму­шує по-ново­му поди­ви­ти­ся на сон люди­ни — як на древ­ній і жит­тє­во необ­хі­дний про­цес, без якого нер­во­ва систе­ма про­сто не виживе.